Способ получения перегретого пара и устройство для его осуществления

 

1. Способ получения перегретого пара путем теплообмена с каталитечески метанизирующимся синтез-газом , включающим СО, COj и Hj, часть потока которого пропускают через реактор с встроенным испарителем воды и затем перемешивают с остальной частью синтез-газа, полученную смесь последовательно пропускают через адиабатный реактор, пароперег - реватель и реактор с встроенной теплообменной поверхностью, в которую подают питательную воду, отличающийся тем, что, с целью снижения затрат, воду в теплообменной поверхности подогревают до температуры насыщения и затем подают в испаритель. 2. Устройство для получения перегретого пара при метанизации синтезгаза, включающего СО, СО и Н, содерж.ащее магистраль, в которой последовательно по ходу синтез-газа установлены реактор с встроенным испарителем охлаждающей воды, адиабатный реактор, пароперегреватель и реактор с встроенной теплообменной поверхностью для охлаждакядей воды, причем все реакторы заполнены катализатором , реактор с встроенным испарителем имеет байпасный газоход, а теплообменная поверхность последнего по ходу синтез-газа реактора подключена на входе к водопроводящему трубопроводу, отличающееся тем, что, с целью снижения затрат, теплообменная поверхность на выходе соединена с входом испарителя посредством перепускного трубопровода . 3. Устройство по п.2, о т л и - чающееся тем, что оно дополнительно содержит паровой барабан, включенный в перепускной трубопровод и дополнительно соединенный с ,йыходом испарителя и входом пароперегревателя . 4. Устройство по пп. 2 и 3, о т - л и чающееся тем, что магистраль на участке, расположенном за U N9 ГО со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

COUHAËÈÑTИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) А (51) 4

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

Й ПАТЕНТУ (21) 3444647/24-06 (22) 26.05.82 (31) .Р 3121991.8 (32) 03..06.81 (33) ЭЕ (46) 15.02.86.Бюл.В 6 (71) Кернфоршунгсанлаге Юлих ГмбХ и Райнише Браунколенверке АГ (DE) (72) Бернд Хеляйн, Манфред Форверк и Удо Больтендаль (DE) (53) 621.181.6 (088 8) (56) Корякин Ю.И. и др, Возможности и перспективы использования высокотемпературных ядерных реакторов для промы)пленного и коммунального теплоснабжения. - Вопросы атомной науки и техники. Сер."Атомноводородная энергетика и технология".

Вып. 1(Б), 1980, с.8-18.

Hohlein В. Nechanisiårunðs÷årÃàhren unter besonderes Berucksichtigung.der Arbeiten zum NFE-Projekt.

Berichte der Kernforschungsanlage

Julich GmbH, Jul — 1589, Mai 1979, S.l3 Bild 12. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕРЕГРЕТОГО

ПАРА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) 1. Способ получения перегретого пара путем теплообмена с каталитечески метанизирующимся синтез-газом, включающим СО, СО и Н, часть потока которого пропускают через реактор с встроенным испарителем воды и затем перемешивают с остальной частью синтез-газа, полученную смесь последовательно пропускают через адиабатный реактор, пароперег- реватель и реактор с встроенной теплообменной поверхностью, в которую подают питательную воду, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью снижения затрат, воду в теплообменной поверхности подогревают до температуры насыщения и затем подают в испаритель.

2. Устройство для получения перегретого пара при метанизации синтезгаза, включающего СО, СО< и Н, содержащее магистраль, в которой последовательно по ходу синтез-газа установлены реактор с встроенным испарителем охлаждающей воды, адиабатный реактор, пароперегреватель и реактор с встроенной теплообменной поверхностью для охлаждающей воды, причем все реакторы заполнены катализатором, реактор с встроенным испарителем имеет байпасный гаэоход, а теплообменная поверхность последнего по ходу синтез-газа реактора подключена на входе к водопроводящему трубопроводу, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью снижения затрат, теппообменная поверхность на выходе соединена с входом испарителя посредством перепускного трубопровода.

3. Устройство по п.2, о т л ич а ю щ е е с я тем, что оно дополнительно содержит паровой барабан, включенный в перепускной трубопровод и дополнительно соединенный с выходом испарителя и входом пароперегревателя.

4. Устройство по пп. 2 и 3, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что магист. раль на участке, расположенном за

12331

12 последний по ходу синтез-газа реактором, снабжена газоводяным теплообмен ником, включенным в водоподводящий трубопровод.

5. Устройство по пп.2,3 и 4, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что оно дополнительно содержит газо-газовый теплообменник, включенный в магистраль греющей стороной после последнего по ходу синтез-газа реактора и параллельно газоводяному теплообменS

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано для получения перегретого пара при метанизации синтез-газа.

Целью изобретения является снижение затрат на получение перегретого пара при метанизацни синтез-газа за счет, обеспечения эксплуатации устройства без компрессоров для рециркуляции газа в магистрали, без подачи тепла извне для предварительного нагрева воды и синтез-газа и без подачи пара в синтез-газ.

На фиг. l схематически изображено устройство для получения перегретого пара; на фнг.2 - таблица .с составами синтез-газа на отдельных участках магистрали.

Устройство для получения перегретого пара при метанизации синтез газа, включающего СО, GO< и Н, содержит магистраль 1, в которой пос ледовательно по ходу синтез-газа установлены реактор 2 с встроенным .испарителем 3 охлаждающей воды, адиабатный реактор 4, пароперегреватель 5 и реактор 6 с встроенной теплообменной поверхностью 7 для охлаждающей воды. Реакторы 2, 4 и 6 заполнены катализатором 8. Реактор 2 с встроенным испарителем 3 имеет байпасный газохбд 9 с арматурой 10. Теплообменная поверхность 7 последнего по ходу сиитезгаза реактора б подключена на входе к подводящему трубопроводу 11 и на выходе соединена с входом испанику, а нагреваемой — перед. первым по ходу синтез-газа реактором.

6. Устройство по пп.2 5, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно ,дополнительно содержит второй гаэогазовый теплообменник, включенный в магистраль греющей стороной между первым газо-газовым теплообменником и первым по ходу синтез-газа реактором, а нагреваемой — между пароперегревателем и последним по хо.ду синтез-газа реактором.

2 рителя 3 посредством ерепускного трубопровода .12.

В перепускной трубопровод 12 включен паровой барабан 13, соединенный с выходом испарителя 3 и вхо-. дом пароперегревателя 5, а магистраль 1 на участке, расположенном за последним по ходу синтез-газа .реактором 6, снабжена газоводяным

10 теплообменником 14, включенным в водоподводящий трубопровод 11. В магистраль 1 греющей стороной после последнего по ходу синтез-газа реактора 6 и параллельно газоводя15 ному теплообменнику )4 включен газо-газовый теплообменннк 15, который нагреваемой: стороной включен в магистраль 1 перед первым по ходу синтез-газа реактором 2.

Устройство для получения перегретого пара содержит второй газо-га аовый теплообменнйк 16, включенный в магистраль 1 греющей стороной меж25 ду первым газо-газовым теплообменником 15 и первым по ходу синтез-гаl за реактором 2, а нагреваемой стороной — между пароперегревателем 5 и последним по ходу синтез-газа реак30 тором 6 °

На водоподводящем трубопроводе ll установлен насос 17, а на участке перепускного трубопровода 12, расположенном между барабаном !3 и

35 нспарителем 3, - насос !8. В участок магистрали 1, расположенный между газо-газовым теплообменником !6 и реактором 2, включен газоочис3 12 титель 19, эапогненный оксидом цинка °

Способ осуществляется следующим образом.

По магистрали 1 пропускают синтезгаз, состав которого по мере последовательного прохождения его по отдельным участкам этой магистрали 1 и взаимодействия с катализатором 8. реакторов 2, 4 и 6 меняется так, как это показано .на фиг.2, где q - исходный состав газа; 8 - состав газа после реактора 2 и перед байпасным гаэоходом 9; в — состав газа вос-ле газохода 9 и перед адиабатным реактором 4; 2 — состав газа после адиабатного реактора 4 и перед реактором 6; д - состав газа после реактора 6 и перед теплообменннка» ми 14 и 15; 6 — конечный состав rasa, Синтез-газ входят в устройство с температурой 10 С при давлении о

41 бар. В газо-газовом теплообменни ке 15 газ нагревается до 230 С, а в газо-газовом теплообменнике 16до 340 С. С температурой 340 С синтез-гаэ пропускают через газоочиститель 19 для его обессеривания.После гаэоочистителя 19 синтез-газ разделяется на два потока, необходимое соотношение расходов которых устанавливается арматурой 10. Один поток

rasa с температурой 330 С при дан- . о ленни 40 бар пропускают через реактор 2, где он охлаждается, отдавая теппо испарителю 3, а другой поток

12331 4 газа проходит по байпасночу газоходу 9 и затем перемешивается с потоком газа, прошедшим реактор 2. Перед аднабатным реактором 4 газ имеет темо пературу 325 C и давление 39 бар, а после реактора 4, где он- нагревается в результате контакта с катализатором 8, — температуру 675оС и давление 38,5 бар. После .адиабатно р ro реактора 4 гаэ пропускают через пароперегреватель 5 и газо-газо-: вый теплообменник 16 где он охлаждао

Э ется до 300 С при давлении 37,5 бар, и затем направляется в реактор 6, где отдает тепло поверхности 7 теппообменника. После реактора 6 газ проходит теплообменники 14 и 15, где охлаждается до конечной температуры.

Исходная нагреваемая вода, которую подают в магистраль 1, имеет температуру 50 С и давление 3 бар.

После насоса 17 давление. воды повышается до 110 бар, а после газоводяg5 ного теплообменника 14 вода приобретает температуру 160 С. В поверхносо ти 7 теплообмена реактора 6 подогревается до температуры насыщения, равной 318 С. Далее нагреваемую возо ду подают в барабан 13, Hs которого при помощи насоса !8 воду подают в испаритель 3 реактора 2. В испарителе 3 вода превращается в насыщенный пар, который через барабан 13 подают в пароперегреватель 5 ° где пар нерегревают до заданной тем.пературы.

1212331

Составитель Л.Андреев

Редактор И.Рыбченко ТехредИ.Гергель

Корректор А, Обручар

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4

Заказ 653/62 Тираж 399 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб. ° д.4/5